package com.turingoal.common.util.net;

import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.io.RandomAccessFile;
import java.io.UnsupportedEncodingException;
import java.nio.ByteOrder;
import java.nio.MappedByteBuffer;
import java.nio.channels.FileChannel;
import java.util.ArrayList;
import java.util.Hashtable;
import java.util.List;
import lombok.Getter;
import lombok.Setter;

/**
 * <pre>
 * 一. 文件头，共8字节  
 *    1. 第一个起始IP的绝对偏移， 4字节  
 *     2. 最后一个起始IP的绝对偏移， 4字节  
 * 二. &quot;结束地址/国家/区域&quot;记录区  
 *     四字节ip地址后跟的每一条记录分成两个部分  
 *     1. 国家记录  
 *     2. 地区记录  
 *     但是地区记录是不一定有的。而且国家记录和地区记录都有两种形式  
 *     1. 以0结束的字符串  
 *     2. 4个字节，一个字节可能为0x1或0x2  
 *   a. 为0x1时，表示在绝对偏移后还跟着一个区域的记录，注意是绝对偏移之后，而不是这四个字节之后  
 *        b. 为0x2时，表示在绝对偏移后没有区域记录  
 *        不管为0x1还是0x2，后三个字节都是实际国家名的文件内绝对偏移  
 *   如果是地区记录，0x1和0x2的含义不明，但是如果出现这两个字节，也肯定是跟着3个字节偏移，如果不是  
 *        则为0结尾字符串  
 * 三. &quot;起始地址/结束地址偏移&quot;记录区  
 *     1. 每条记录7字节，按照起始地址从小到大排列  
 *        a. 起始IP地址，4字节  
 *        b. 结束ip地址的绝对偏移，3字节  
 *   
 * 注意，这个文件里的ip地址和所有的偏移量均采用little-endian格式，而java是采用  
 * big-endian格式的，要注意转换
 * </pre>
 * 
 */
public final class IPPaserUtil {
	/**
	 * 用来封装ip相关信息，目前只有两个字段，ip所在的国家和地区
	 */

	private static class IPLocation {
		@Getter
		@Setter
		private String country;
		@Getter
		@Setter
		private String area;

		public IPLocation() {
			country = "";
			area = "";
		}

		/**
		 * 得到copy
		 */
		public IPLocation getCopy() {
			IPLocation ret = new IPLocation();
			ret.country = country;
			ret.area = area;
			return ret;
		}
	}

	/**
	 * IPEntity
	 */
	class IPEntry {
		@Getter
		@Setter
		private String beginIp;
		@Getter
		@Setter
		private String endIp;
		@Getter
		@Setter
		private String country;
		@Getter
		@Setter
		private String area;

		/**
		 * 构造函数
		 */
		public IPEntry() {
			beginIp = "";
			endIp = "";
			country = "";
			area = "";
		}
	}

	private static String ipFilePtah = null;

	// 一些固定常量，比如记录长度等等
	private static final int IP_RECORD_LENGTH = 7;
	private static final byte AREA_FOLLOWED = 0x01;
	private static final byte NO_AREA = 0x2;

	private static Hashtable<String, IPLocation> ipCache = new Hashtable<String, IPLocation>(); // 用来做为cache，查询一个ip时首先查看cache，以减少不必要的重复查找
	private static RandomAccessFile ipFile; // 随机文件访问类
	private static MappedByteBuffer mbb; // 内存映射文件
	// private static NetIPUtil instance = new NetIPUtil(); // 单一模式实例
	private static long ipBegin, ipEnd; // 起始地区的开始和结束的绝对偏移
	private static IPLocation loc = new IPLocation(); // 为提高效率而采用的临时变量
	private static byte[] buf;
	private static byte[] b4;
	private static byte[] b3;

	/**
	 * 私有构造函数
	 */
	private IPPaserUtil() {
		buf = new byte[100];
		b4 = new byte[4];
		b3 = new byte[3];
		if (ipFilePtah == null) {
			ipFilePtah = "/files/ip/qqwry.dat";
		}
		try {
			//System.out.println(ipFilePtah);
			ipFile = new RandomAccessFile(ipFilePtah, "r");
		} catch (FileNotFoundException e) {
			System.out.println(ipFilePtah + "IP地址信息文件没有找到，IP显示功能将无法使用");
			ipFile = null;
		}
		// 如果打开文件成功，读取文件头信息
		if (ipFile != null) {
			try {
				ipBegin = readLong4(0);
				ipEnd = readLong4(4);
				if (ipBegin == -1 || ipEnd == -1) {
					ipFile.close();
					ipFile = null;
				}
			} catch (IOException e) {
				System.out.println("IP地址信息文件格式有错误，IP显示功能将无法使用");
				ipFile = null;
			}
		}
	}

	/**
	 * 给定一个地点的不完全名字，得到一系列包含s子串的IP范围记录
	 * 
	 * @param s
	 *            地点子串
	 * @return 包含IPEntry类型的List
	 */
	public List<IPEntry> getIPEntriesDebug(final String s) {
		List<IPEntry> ret = new ArrayList<IPEntry>();
		long endOffset = ipEnd + 4;
		for (long offset = ipBegin + 4; offset <= endOffset; offset += IP_RECORD_LENGTH) {
			long temp = readLong3(offset); // 读取结束IP偏移
			// 如果temp不等于-1，读取IP的地点信息
			if (temp != -1) {
				IPLocation loca = getIPLocation(temp);
				// 判断是否这个地点里面包含了s子串，如果包含了，添加这个记录到List中，如果没有，继续
				if (loca.country.indexOf(s) != -1 || loca.area.indexOf(s) != -1) {
					IPEntry entry = new IPEntry();
					entry.country = loca.country;
					entry.area = loca.area;
					// 得到起始IP
					readIP(offset - 4, b4);
					entry.beginIp = getIpStringFromBytes(b4);
					// 得到结束IP
					readIP(temp, b4);
					entry.endIp = getIpStringFromBytes(b4);
					// 添加该记录
					ret.add(entry);
				}
			}
		}
		return ret;
	}

	/**
	 * getList
	 */
	public List<IPEntry> getList() {
		List<IPEntry> ret = new ArrayList<IPEntry>();
		long endOffset = ipEnd + 4;
		for (long offset = ipBegin + 4; offset <= endOffset; offset += IP_RECORD_LENGTH) {
			long temp = readLong3(offset); // 读取结束IP偏移
			// 如果temp不等于-1，读取IP的地点信息
			if (temp != -1) {
				IPLocation loca = getIPLocation(temp);
				// 判断是否这个地点里面包含了s子串，如果包含了，添加这个记录到List中，如果没有，继续
				IPEntry entry = new IPEntry();
				entry.country = loca.country;
				entry.area = loca.area;
				// 得到起始IP
				readIP(offset - 4, b4);
				entry.beginIp = getIpStringFromBytes(b4);
				// 得到结束IP
				readIP(temp, b4);
				entry.endIp = getIpStringFromBytes(b4);
				// IPDat dat = new IPDat();
				// dat.setArea(entry.area);
				// dat.setCountry(entry.country);
				// dat.setBeginip(entry.beginIp);
				// dat.setEndip(entry.endIp);
				// FactoryWorker.Update(dat);
				// 添加该记录
				ret.add(entry);
			}
		}
		return ret;
	}

	/** */
	/**
	 * 给定一个地点的不完全名字，得到一系列包含s子串的IP范围记录
	 * 
	 * @param s
	 *            地点子串
	 * @return 包含IPEntry类型的List
	 */
	public List<IPEntry> getIPEntries(final String s) {
		List<IPEntry> ret = new ArrayList<IPEntry>();
		try {
			// 映射IP信息文件到内存中
			if (mbb == null) {
				FileChannel fc = ipFile.getChannel();
				mbb = fc.map(FileChannel.MapMode.READ_ONLY, 0, ipFile.length());
				mbb.order(ByteOrder.LITTLE_ENDIAN);
			}

			int endOffset = (int) ipEnd;
			for (int offset = (int) ipBegin + 4; offset <= endOffset; offset += IP_RECORD_LENGTH) {
				int temp = readInt3(offset);
				if (temp != -1) {
					IPLocation loca = getIPLocation(temp);
					// 判断是否这个地点里面包含了s子串，如果包含了，添加这个记录到List中，如果没有，继续
					if (loca.country.indexOf(s) != -1 || loca.area.indexOf(s) != -1) {
						IPEntry entry = new IPEntry();
						entry.country = loca.country;
						entry.area = loca.area;
						// 得到起始IP
						readIP(offset - 4, b4);
						entry.beginIp = getIpStringFromBytes(b4);
						// 得到结束IP
						readIP(temp, b4);
						entry.endIp = getIpStringFromBytes(b4);
						// 添加该记录
						ret.add(entry);
					}
				}
			}
		} catch (IOException e) {
			System.out.println(e.getMessage());
		}
		return ret;
	}

	// public static void main(String[] args) {
	// System.out.println(NetIPPaserUtil.getAddress("61.144.226.114"));
	// }

	/**
	 * 从内存映射文件的offset位置开始的3个字节读取一个int
	 * 
	 * @param offset
	 */
	private static int readInt3(final int offset) {
		mbb.position(offset);
		return mbb.getInt() & 0x00FFFFFF;
	}

	/**
	 * 从内存映射文件的当前位置开始的3个字节读取一个int
	 */
	private static int readInt3() {
		return mbb.getInt() & 0x00FFFFFF;
	}

	/**
	 * 根据IP得到国家名
	 * 
	 * @param ip
	 *            ip的字节数组形式
	 * @return 国家名字符串
	 */

	public static String getCountry(final byte[] ip) {
		// 检查ip地址文件是否正常
		if (ipFile == null) {
			return "错误的IP数据库文件";
		}
		// 保存ip，转换ip字节数组为字符串形式
		String ipStr = getIpStringFromBytes(ip);
		// 先检查cache中是否已经包含有这个ip的结果，没有再搜索文件
		if (ipCache.containsKey(ipStr)) {
			IPLocation loca = (IPLocation) ipCache.get(ipStr);
			return loca.country;
		} else {
			IPLocation loca = getIPLocation(ip);
			ipCache.put(ipStr, loca.getCopy());
			return loca.country;
		}
	}

	/**
	 * 根据IP得到国家名
	 * 
	 * @param ip
	 *            IP的字符串形式
	 * @return 国家名字符串
	 */
	public static String getCountry(final String ip) {
		return getCountry(getIpByteArrayFromString(ip));
	}

	/**
	 * 根据IP得到地区名
	 * 
	 * @param ip
	 *            ip的字节数组形式
	 * @return 地区名字符串
	 */
	public static String getArea(final byte[] ip) {
		// 检查ip地址文件是否正常
		if (ipFile == null) {
			return "错误的IP数据库文件";
		}
		// 保存ip，转换ip字节数组为字符串形式
		String ipStr = getIpStringFromBytes(ip);
		// 先检查cache中是否已经包含有这个ip的结果，没有再搜索文件
		if (ipCache.containsKey(ipStr)) {
			IPLocation loca = (IPLocation) ipCache.get(ipStr);
			return loca.area;
		} else {
			IPLocation loca = getIPLocation(ip);
			ipCache.put(ipStr, loca.getCopy());
			return loca.area;
		}
	}

	/**
	 * 根据IP得到地区名
	 * 
	 * @param ip
	 *            IP的字符串形式
	 * @return 地区名字符串
	 */
	public static String getArea(final String ip) {
		return getArea(getIpByteArrayFromString(ip));
	}

	/**
	 * 根据ip搜索ip信息文件，得到IPLocation结构，所搜索的ip参数从类成员ip中得到
	 * 
	 * @param ip
	 *            要查询的IP
	 * @return IPLocation结构
	 */
	private static IPLocation getIPLocation(final byte[] ip) {
		IPLocation info = null;
		long offset = locateIP(ip);
		if (offset != -1) {
			info = getIPLocation(offset);
		}
		if (info == null) {
			info = new IPLocation();
			info.country = "未知国家";
			info.area = "未知地区";
		}
		return info;
	}

	/**
	 * 从offset位置读取4个字节为一个long，因为java为big-endian格式，所以没办法 用了这么一个函数来做转换
	 * 
	 * @param offset
	 * @return 读取的long值，返回-1表示读取文件失败
	 */
	private long readLong4(final long offset) {
		long ret = 0;
		try {
			ipFile.seek(offset);
			ret |= (ipFile.readByte() & 0xFF);
			ret |= ((ipFile.readByte() << 8) & 0xFF00);
			ret |= ((ipFile.readByte() << 16) & 0xFF0000);
			ret |= ((ipFile.readByte() << 24) & 0xFF000000);
			return ret;
		} catch (IOException e) {
			return -1;
		}
	}

	/**
	 * 从offset位置读取3个字节为一个long，因为java为big-endian格式，所以没办法 用了这么一个函数来做转换
	 * 
	 * @param offset
	 * @return 读取的long值，返回-1表示读取文件失败
	 */
	private static long readLong3(final long offset) {
		long ret = 0;
		try {
			ipFile.seek(offset);
			ipFile.readFully(b3);
			ret |= (b3[0] & 0xFF);
			ret |= ((b3[1] << 8) & 0xFF00);
			ret |= ((b3[2] << 16) & 0xFF0000);
			return ret;
		} catch (IOException e) {
			return -1;
		}
	}

	/**
	 * 从当前位置读取3个字节转换成long
	 */
	private static long readLong3() {
		long ret = 0;
		try {
			ipFile.readFully(b3);
			ret |= (b3[0] & 0xFF);
			ret |= ((b3[1] << 8) & 0xFF00);
			ret |= ((b3[2] << 16) & 0xFF0000);
			return ret;
		} catch (IOException e) {
			return -1;
		}
	}

	/**
	 * 从offset位置读取四个字节的ip地址放入ip数组中，读取后的ip为big-endian格式，但是 文件中是little-endian形式，将会进行转换
	 * 
	 * @param offset
	 * @param ip
	 */
	private static void readIP(final long offset, final byte[] ip) {
		try {
			ipFile.seek(offset);
			ipFile.readFully(ip);
			byte temp = ip[0];
			ip[0] = ip[3];
			ip[3] = temp;
			temp = ip[1];
			ip[1] = ip[2];
			ip[2] = temp;
		} catch (IOException e) {
			System.out.println(e.getMessage());
		}
	}

	/**
	 * 从offset位置读取四个字节的ip地址放入ip数组中，读取后的ip为big-endian格式，但是 文件中是little-endian形式，将会进行转换
	 * 
	 * @param offset
	 * @param ip
	 */
	private void readIP(final int offset, final byte[] ip) {
		mbb.position(offset);
		mbb.get(ip);
		byte temp = ip[0];
		ip[0] = ip[3];
		ip[3] = temp;
		temp = ip[1];
		ip[1] = ip[2];
		ip[2] = temp;
	}

	/**
	 * 把类成员ip和beginIp比较，注意这个beginIp是big-endian的
	 * 
	 * @param ip
	 *            要查询的IP
	 * @param beginIp
	 *            和被查询IP相比较的IP
	 * @return 相等返回0，ip大于beginIp则返回1，小于返回-1。
	 */
	private static int compareIP(final byte[] ip, final byte[] beginIp) {
		for (int i = 0; i < 4; i++) {
			int r = compareByte(ip[i], beginIp[i]);
			if (r != 0) {
				return r;
			}
		}
		return 0;
	}

	/**
	 * 把两个byte当作无符号数进行比较
	 * 
	 * @param b1
	 * @param b2
	 * @return 若b1大于b2则返回1，相等返回0，小于返回-1
	 */
	private static int compareByte(final byte b1, final byte b2) {
		if ((b1 & 0xFF) > (b2 & 0xFF)) { // 比较是否大于
			return 1;
		} else if ((b1 ^ b2) == 0) { // 判断是否相等
			return 0;
		} else {
			return -1;
		}
	}

	/**
	 * 这个方法将根据ip的内容，定位到包含这个ip国家地区的记录处，返回一个绝对偏移 方法使用二分法查找。
	 * 
	 * @param ip
	 *            要查询的IP
	 * @return 如果找到了，返回结束IP的偏移，如果没有找到，返回-1
	 */
	private static long locateIP(final byte[] ip) {
		long m = 0;
		int r;
		// 比较第一个ip项
		readIP(ipBegin, b4);
		r = compareIP(ip, b4);
		if (r == 0) {
			return ipBegin;
		} else if (r < 0) {
			return -1;
		}
		// 开始二分搜索
		for (long i = ipBegin, j = ipEnd; i < j;) {
			m = getMiddleOffset(i, j);
			readIP(m, b4);
			r = compareIP(ip, b4);
			// log.debug(Utils.getIpStringFromBytes(b));
			if (r > 0) {
				i = m;
			} else if (r < 0) {
				if (m == j) {
					j -= IP_RECORD_LENGTH;
					m = j;
				} else {
					j = m;
				}
			} else {
				return readLong3(m + 4);
			}
		}
		// 如果循环结束了，那么i和j必定是相等的，这个记录为最可能的记录，但是并非
		// 肯定就是，还要检查一下，如果是，就返回结束地址区的绝对偏移
		m = readLong3(m + 4);
		readIP(m, b4);
		r = compareIP(ip, b4);
		if (r <= 0) {
			return m;
		} else {
			return -1;
		}
	}

	/** */
	/**
	 * 得到begin偏移和end偏移中间位置记录的偏移
	 * 
	 * @param begin
	 * @param end
	 */
	private static long getMiddleOffset(final long begin, final long end) {
		long records = (end - begin) / IP_RECORD_LENGTH;
		records >>= 1;
		if (records == 0) {
			records = 1;
		}
		return begin + records * IP_RECORD_LENGTH;
	}

	/**
	 * 给定一个ip国家地区记录的偏移，返回一个IPLocation结构
	 * 
	 * @param offset
	 */
	private static IPLocation getIPLocation(final long offset) {
		try {
			// 跳过4字节ip
			ipFile.seek(offset + 4);
			// 读取第一个字节判断是否标志字节
			byte b = ipFile.readByte();
			if (b == AREA_FOLLOWED) {
				// 读取国家偏移
				long countryOffset = readLong3();
				// 跳转至偏移处
				ipFile.seek(countryOffset);
				// 再检查一次标志字节，因为这个时候这个地方仍然可能是个重定向
				b = ipFile.readByte();
				if (b == NO_AREA) {
					loc.country = readString(readLong3());
					ipFile.seek(countryOffset + 4);
				} else {
					loc.country = readString(countryOffset);
				}
				// 读取地区标志
				loc.area = readArea(ipFile.getFilePointer());
			} else if (b == NO_AREA) {
				loc.country = readString(readLong3());
				loc.area = readArea(offset + 8);
			} else {
				loc.country = readString(ipFile.getFilePointer() - 1);
				loc.area = readArea(ipFile.getFilePointer());
			}
			return loc;
		} catch (IOException e) {
			return null;
		}
	}

	/**
	 * getIPLocation
	 * 
	 * @param offset
	 */
	private static IPLocation getIPLocation(final int offset) {
		// 跳过4字节ip
		mbb.position(offset + 4);
		// 读取第一个字节判断是否标志字节
		byte b = mbb.get();
		if (b == AREA_FOLLOWED) {
			// 读取国家偏移
			int countryOffset = readInt3();
			// 跳转至偏移处
			mbb.position(countryOffset);
			// 再检查一次标志字节，因为这个时候这个地方仍然可能是个重定向
			b = mbb.get();
			if (b == NO_AREA) {
				loc.country = readString(readInt3());
				mbb.position(countryOffset + 4);
			} else {
				loc.country = readString(countryOffset);
			}
			// 读取地区标志
			loc.area = readArea(mbb.position());
		} else if (b == NO_AREA) {
			loc.country = readString(readInt3());
			loc.area = readArea(offset + 8);
		} else {
			loc.country = readString(mbb.position() - 1);
			loc.area = readArea(mbb.position());
		}
		return loc;
	}

	/**
	 * 从offset偏移开始解析后面的字节，读出一个地区名
	 * 
	 * @param offset
	 * @return 地区名字符串
	 * @throws IOException
	 */
	private static String readArea(final long offset) throws IOException {
		ipFile.seek(offset);
		byte b = ipFile.readByte();
		if (b == 0x01 || b == 0x02) {
			long areaOffset = readLong3(offset + 1);
			if (areaOffset == 0) {
				return "未知地区";
			} else {
				return readString(areaOffset);
			}
		} else {
			return readString(offset);
		}
	}

	/**
	 * readArea
	 * 
	 * @param offset
	 */
	private static String readArea(final int offset) {
		mbb.position(offset);
		byte b = mbb.get();
		if (b == 0x01 || b == 0x02) {
			int areaOffset = readInt3();
			if (areaOffset == 0) {
				return "未知地区";
			} else {
				return readString(areaOffset);
			}
		} else {
			return readString(offset);
		}
	}

	/**
	 * 从offset偏移处读取一个以0结束的字符串
	 * 
	 * @param offset
	 * @return 读取的字符串，出错返回空字符串
	 */
	private static String readString(final long offset) {
		try {
			ipFile.seek(offset);
			int i = 0;
			for (buf[i] = ipFile.readByte(); buf[i] != 0; buf[++i] = ipFile.readByte()) {
				System.out.println(i);
			}
			if (i != 0) {
				return getString(buf, 0, i, "GBK");
			}
		} catch (IOException e) {
			System.out.println(e.getMessage());
		}
		return "";
	}

	/**
	 * 从内存映射文件的offset位置得到一个0结尾字符串
	 * 
	 * @param offset
	 */
	private static String readString(final int offset) {
		try {
			mbb.position(offset);
			int i;
			for (i = 0, buf[i] = mbb.get(); buf[i] != 0; buf[++i] = mbb.get()) {
				System.out.println(i);
			}
			if (i != 0) {
				return getString(buf, 0, i, "GBK");
			}
		} catch (IllegalArgumentException e) {
			System.out.println(e.getMessage());
		}
		return "";
	}

	/**
	 * getAddress
	 */
	public static String getAddress(final String ip) {
		String country = getCountry(ip).equals(" CZ88.NET") ? "" : getCountry(ip);
		String area = getArea(ip).equals(" CZ88.NET") ? "" : getArea(ip);
		String address = country + " " + area;
		return address.trim();
	}

	/**
	 * 从ip的字符串形式得到字节数组形式
	 * 
	 * @param ip
	 *            字符串形式的ip
	 * @return 字节数组形式的ip
	 */
	public static byte[] getIpByteArrayFromString(final String ip) {
		byte[] ret = new byte[4];
		java.util.StringTokenizer st = new java.util.StringTokenizer(ip, ".");
		try {
			ret[0] = (byte) (Integer.parseInt(st.nextToken()) & 0xFF);
			ret[1] = (byte) (Integer.parseInt(st.nextToken()) & 0xFF);
			ret[2] = (byte) (Integer.parseInt(st.nextToken()) & 0xFF);
			ret[3] = (byte) (Integer.parseInt(st.nextToken()) & 0xFF);
		} catch (Exception e) {
			System.out.println(e.getMessage());
		}
		return ret;
	}

	/**
	 * 得到
	 * 
	 * @param ip
	 *            ip的字节数组形
	 * @return 字符串形式的ip
	 */
	public static String getIpStringFromBytes(final byte[] ip) {
		StringBuffer sb = new StringBuffer();
		sb.append(ip[0] & 0xFF);
		sb.append('.');
		sb.append(ip[1] & 0xFF);
		sb.append('.');
		sb.append(ip[2] & 0xFF);
		sb.append('.');
		sb.append(ip[3] & 0xFF);
		return sb.toString();
	}

	/**
	 * 根据某种编码方式将字节数组转换成字符
	 */
	public static String getString(final byte[] b, final int offset, final int len, final String encoding) {
		try {
			return new String(b, offset, len, encoding);
		} catch (UnsupportedEncodingException e) {
			return new String(b, offset, len);
		}
	}
}
